阀装置的制作方法

本发明涉及一种阀装置，更详细地说是涉及一种能够进行微小流量设定的阀装置。

背景技术：
在下述专利文献1中，公开了一种控制向燃气器具的燃烧器供给的燃气的供给量的气阀1。专利文献1的气阀1通过自闭阀状态使步进马达64向正向旋转而使第二滑块63向前方移动，从而联动地，操作杆2使气体开闭阀3开阀，并且向前方推动第一滑块5而使盘部件46向正向旋转。然后，从内部通路13经由长孔42流入盘容纳室41的燃气通过盘部件46的第二连通孔47b而与第二连通路15连通，并通过气体流出口16向燃烧器的混合管流出，从而进行燃烧器的点火。在燃烧器点火后，使步进马达64向正向或反向旋转而使盘部件46旋转，并通过选择与开口43重叠的连通孔47a、47b、47c来调节流向气体流出口16的气体流量。由于气阀1能够根据气体种类设定燃烧器的火焰不熄灭的程度的最小气体流量，因此能够适当地将盘部件46更换成具有与各气体种类对应的规定的开口面积的第一连通孔47a的盘部件。盘部件46的连通孔的开口面积按第三连通孔47c、第二连通孔47b、第一连通孔47a的顺序依次变小，通过使第三连通孔47c与开口43连通，来将燃烧器设定成强火状态，通过使第二连通孔47b与开口43连通，来将燃烧器设定成中火状态，并通过使开口面积最小的第一连通孔47a与开口43连通，来设定成在全开状态下燃烧器的火焰不熄灭的程度的最小气体流量。专利文献1：日本专利公开公报特开2002-303418号公报

技术实现要素：
存在如下顾虑：在为了将上述燃烧器设定为最小气体流量来使用而使盘部件46的第一连通孔47a与开口43连通时，在煤气阀1内流通的燃气中混入了由外部侵入的尘埃或者在气阀1内产生的构成部件的碎片、剥落片等异物的情况下，由于异物流入作为小孔的第一连通孔47a而堵塞第一连通孔47a，导致燃烧器的火力变得不稳定。鉴于这种问题，本发明要解决的课题是提供一种既能够进行流体的微小流量的设定，又能够防止异物阻碍流路的阀装置。为了解决上述课题，本发明的要旨如下。本发明的阀装置具有：驱动源；转动部件，其承受所述驱动源的驱动力而转动；阀芯，其以所述阀芯的轴向上的端面与所述转动部件的轴向上的端面相互接触的状态固定于所述转动部件，且与所述转动部件一体转动；以及阀座，其同所述阀芯的与所述转动部件接触的端面相反的一侧的端面滑动接触，所述阀座具有至少一个通过所述阀装置的流体的流出孔，所述阀芯具有在其规定的转动角度时与所述流出孔连通的作为微小孔的节流部，在所述转动部件与所述阀芯的对置面上设置有使所述节流部与所述流体的流入孔连通的流路，所述流路具有开口部，所述开口部阻挡不能够通过所述节流部的大小的个体的流入。通过在到达作为微小孔的节流部的流路中设置能够防止不能通过节流部的大小的异物侵入的开口部，能够阻止这种异物流入节流部，从而防止流路被异物阻碍。在这种情况下，优选具有所述开口部的流路是台阶部，所述台阶部形成于所述对置面中的所述阀芯侧的外周缘或所述转动部件侧的外周缘，所述台阶部的所述开口部的轴向高度比所述节流部的最小直径小，所述台阶部的所述开口部的周方长度为这样的长度：其乘以所述轴向高度所得的所述开口部的面积比所述节流部的开口面积大。换言之，优选所述开口部为形成于所述转动部件的所述阀芯侧的所述对置面与所述阀芯的所述转动部件侧的所述对置面之间的间隙，所述间隙的轴向宽度比所述节流部的最小直径小，所述间隙的周向长度被设定为：使得经由所述间隙流入的所述流体的流量比能够通过所述节流部的流量大。在这种情况下，能够以如下方式构成：作为所述开口部的所述间隙是通过在全周将所述阀芯的与所述转动部件抵接的面的外周缘部分减薄而形成的，在所述阀芯形成包围所述节流部的凹部，并使所述凹部与所述间隙连通，从而从所述开口部流入的所述流体经由所述凹部流入到所述节流部。因为使到达节流部的流路即台阶部的开口部的总面积比节流部的开口面积大，从而既能够防止不能通过节流部的大小的异物的侵入，又能够维持节流部的最大流量。并且，可能的话优选所述台阶部设置于所述阀芯侧的外周缘的全周或设置于所述转动部件侧的外周缘的全周。通过将台阶部设置于外周缘的全周，即使在开口部滞留了多个异物的情况下，也能够维持节流部的流量。并且，优选在所述开口部形成有至少一个遮蔽部，所述遮蔽部封堵所述开口部的开口的一部分。由于台阶部的狭小的间隙是沿周向连续的，因此存在如下顾虑：虽然低于开口部的轴向高度，但周向长度比节流部的直径长的异物会侵入。例如头发那样的丝状的异物或涂膜的剥落片那样的薄板状的异物。通过适当地在开口部设置遮蔽部，能够减少这些异物的侵入余地。并且，优选在所述转动部件为在周面具有齿部的齿轮部件的情况下，所述台阶部以与所述节流部连通的方式设置于所述阀芯。因为在将台阶部设置于作为齿轮部件的转动部件的情况下会引起如下问题：将齿部沿轴向错开台阶部的量会引起转动部件的大型化、以及将齿部的一部分切掉台阶部的量会引起啮合精度的劣化或转矩的降低。并且，也可以具有如下结构：所述阀芯在与所述阀座对置的面的与所述节流部在转动角度不同的位置处具有被从所述阀芯的外周朝向转动中心侧切掉一部分而形的有缺口部，所述缺口部是以能够在所述阀芯的规定的转动角度时使至少一个所述流出孔的全周露出的大小被切掉而形成的，在所述缺口部与所述流出孔对置的位置，通过所述缺口部使所述流入孔与所述流出孔连通。通过分别形成利用缺口部的流路和具有所述开口部的流路，不仅能够实现利用节流部的微小流量的流通，还能够实现与流出孔的开口直径相应的流量的流通，从而能够提高阀装置的通用性。进一步，由于混入到阀装置的异物从流出孔向阀装置外流出，因而也能够防止在至节流部的流路的开口部附近累积地滞留异物。并且，也可以为如下结构：在所述转动部件的与所述阀芯的对置面上形成有向所述阀芯侧突出的凸部，在所述阀芯的与所述转动部件的对置面上形成有至少一对与该凸部嵌合的凹部，所述凹部中的至少一个是贯通至所述缺口部的贯通孔，通过在所述缺口部侧铆接与作为该贯通孔的凹部嵌合的所述凸部，所述阀芯被固定于所述转动部件。并且，优选所述节流部形成于薄壁部，所述薄壁部位于在所述阀芯的轴向上重叠的凹部之间，所述凹部设置于所述阀芯的轴向两端且直径比所述节流部的直径大，所述节流部呈研钵状的开口。由于节流部的直径较小，因此即使是阀芯的微小的变形也会对节流部的流量产生影响。因此，通过避开变形量大的轴向的两端侧，而形成于轴向的内侧，能够降低因阀芯的变形而产生的影响，并且，通过使节流部呈研钵状的开口，能够使模具的细径销的长度最小化，从而有助于提高模具的耐久性。作为阀装置的具体的构成，可以以如下方式构成：所述阀装置还具有：固定了所述阀座的基台；以及杯状的密封罩，所述密封被覆盖于所述基台，从而覆盖所述流体的流入孔、构成所述驱动源的马达的转子、所述转动部件、所述阀芯以及所述阀座的阀座面，所述密封罩与所述基台一同划分出具有所述流入孔和所述流出孔的阀室，在所述阀芯的所述节流部通过所述马达转动到与所述流出孔对置的位置时，所述流体从所述开口部通过所述节流部由所述流出孔流出。在这种情况下，所述驱动源为步进马达，所述步进马达的转子配置在所述密封罩的内侧，所述转子被转子支轴支承为能够旋转，所述转子支轴的上端固定于密封罩的底部，所述转子支轴的下端被固定于基台的中心，具有与所述转子的小齿轮啮合的齿部的所述转动部件以及所述阀芯被固定于所述阀座的支轴支承为能够转动，所述阀芯的底面以及所述阀座面通过被研磨加工成平坦状而无间隙地紧贴。通过本发明所涉及的阀装置，既能够进行流体的微小流量的设定，又能够防止异物阻碍流路。附图说明图1(a)、图1(b)是本实施方式中的冷媒阀装置的立体图。图2是冷媒阀装置的仰视图。图3是冷媒阀装置的沿图2中的X-X线的剖视图。图4是示出阀芯驱动机构的立体图。图5(a)、图5(b)分别是从上方和下方观察到的阀芯驱动机构的分解立体图。图6(a)、图6(b)分别是从上方和下方观察到的阀芯的立体图。图7是示出节流部连通状态的剖视图。图8是示出缺口部连通状态的剖视图。图9是示出台阶部的开口部处的遮蔽部装配例的图。图10是冷媒流通量的控制动作的说明图。符号说明1冷媒阀装置2阀主体3流入管4流出管10基台12冷媒入口15阀座22冷媒出口221第一冷媒出口222第二冷媒出口24阀座面27阀芯36阀室41第一流出管42第二流出管51阀芯驱动齿轮551臂部60步进马达61转子67节流部73台阶部731开口部732遮蔽部具体实施方式(整体结构)以下，用附图对本发明的实施方式进行详细说明。图1(a)、图1(b)是本实施方式中的冷媒阀装置1的立体图。冷媒阀装置1配设在冰箱内的冷媒流路中的压缩器与冷却器之间，调节冷却冰箱内的冷媒的供给量。冷媒阀装置1具有：阀主体2；流入管3，其供作为流体的冷媒流入阀主体2；第一流出管41和第二流出管42(以下，将它们总称为“流出管4”。)，其供冷媒从阀主体2流出；连接器5，其用于确保与外部的控制装置的电连接；以及安装板6，其用于将冷媒阀装置1安装在冰箱内。另外，在以下的说明中，为了方便起见，以流入管3和流出管4的延伸设置方向为上下方向，并以阀主体2侧为上侧，以流入管3和流出管4侧为下侧进行说明。图2是从流入管3和流出管4侧观察到的冷媒阀装置1的仰视图，图3是将冷媒阀装置1用图2的X-X线剖切得到的剖视图。图4是示出阀芯驱动机构的立体图。如图3所示，阀主体2具有：圆盘形状的基台10；以及杯状的密封罩11，其开口朝向下地从上方盖在基台10上。如图4所示，在基台10形成有作为冷媒的流入孔的冷媒入口12和供阀座15安装的阀座安装孔14，阀座15固定于基台10。在基台10的外周缘形成有环状的基台侧凸缘16，在基台侧凸缘16处，通过使上表面降低而使得板厚形成得薄。在冷媒入口12处连接有流入管3。图5(a)是从上方观察到的阀芯驱动机构的主要部分的分解立体图，图5(b)是从下方观察到的阀芯驱动机构的主要部分的分解立体图。如图5(a)、图5(b)所示，阀座15的从轴线L1方向观察到的平面形状呈圆形，且阀座15的上表面为平坦的阀座面24。在阀座15的偏离中心轴线的位置形成有第一冷媒出口221和第二冷媒出口222(以下，将它们总称为“冷媒出口22”。)，冷媒出口22为通过冷媒阀装置1的冷媒的流出孔。并且，在冷媒出口22处连接有流出管4。如图3所示，密封罩11从上方朝向下方依次具有：圆形的底部31；小径筒部32，其从底部31的外周缘向下方延伸；大径筒部33，其直径比小径筒部32的直径大；以及壳体侧凸缘34，其从大径筒部33的下端缘(开口缘)向外周侧扩展。在小径筒部32与大径筒部33之间设置有环状部35，环状部35在与基台10的中心轴线L0相交的方向上延伸，从而使小径筒部32与大径筒部33连续。密封罩11以在大径筒部33的下端开口缘的内侧插入基台10的上侧部分、且壳体侧凸缘34从上方与基台侧凸缘16抵接的状态固定于基台10。密封罩11盖在基台10上，从而覆盖冷媒入口12、转子61、阀芯驱动齿轮51、阀芯27以及阀座面24，并与基台10一同划分出具有冷媒入口12和冷媒出口22的阀室36。在此，在阀主体2中，利用密封罩11的内外构成作为驱动阀芯27的驱动源的步进马达60。步进马达60的转子61配置在密封罩11的内侧。转子61被转子支轴62支承为能够旋转，所述转子支轴62的上端固定于密封罩11的底部31，下端被固定于基台10的中心。转子支轴62的轴线与基台10的中心轴线L0一致，并与安装于阀座15的支轴25平行地延伸。在转子61上搭载有环状的驱动磁铁63。另一方面，步进马达60的定子64载置于密封罩11的环状部35，并配置在密封罩11的外周侧。定子64搭载有驱动线圈65，驱动线圈65隔着密封罩11的小径筒部32与转子61的驱动磁铁63对置。驱动线圈65与连接器5电连接，步进马达60被经由连接器5连接的外部的控制装置驱动控制。定子64以及连接器5被容纳在外装壳体46的内侧。(阀芯驱动机构)如图4所示，本实施方式中的冷媒阀装置1的阀芯驱动机构由以下部件构成：作为驱动源的步进马达60的转子61；作为转动部件的阀芯驱动齿轮51，其具有与设置于转子61的小齿轮构成部件54的小齿轮50啮合的齿部59；阀芯27，其位于阀芯驱动齿轮51的下侧，并以阀芯27的轴线方向上的端面与阀芯驱动齿轮51的轴线方向上的端面相互接触的状态固定于阀芯驱动齿轮51，且与阀芯驱动齿轮51一体转动；以及阀座15，其位于阀芯27的下侧，并具有与阀芯27的底面滑动接触的阀座面24。阀芯27的底面与阀座面24通过被研磨加工成平坦状而能够无间隙地紧贴，并能够防止冷媒从阀芯27的底面与阀座面24之间的滑接面间的间隙漏出。阀芯驱动齿轮51和阀芯27被固定于阀座15的中心的支轴25支承为能够转动，且阀芯驱动齿轮51与阀芯27的转动中心(L1)相同。如图5(a)、图5(b)所示，设置有从阀芯驱动齿轮51的周向的一处向径向外侧突出的臂部551。在阀芯驱动齿轮51转动而达到规定的角度位置时，臂部551从绕轴线L1的一侧或另一侧与小齿轮构成部件54的被抵接部55抵接，从而限制阀芯驱动齿轮51的可转动范围。图6(a)是从上方观察到的阀芯27的立体图，图6(b)是从下方观察到的阀芯27的立体图。图7是通过后述的阀芯27的节流部67与冷媒出口22在轴线L1方向上重叠从而使冷媒入口12与冷媒出口22连通的、微小流量状态下的阀芯驱动齿轮51、阀芯27以及阀座15的纵剖视图，图8是通过后述的阀芯27的缺口部79与冷媒出口22在轴线L1方向上重叠从而使冷媒入口12与冷媒出口22连通的、大流量状态下的阀芯驱动齿轮51、阀芯27以及阀座15的纵剖视图。如图6(a)、图6(b)以及图7所示，阀芯27具有在其规定的转动角度时与冷媒出口22连通的作为微小孔的节流部67，且在阀芯27的与阀芯驱动齿轮51对置的面(上表面)的外周缘形成有台阶部73，台阶部73为使节流部67与冷媒入口12连通的微小流量时的流路。该台阶部73是使阀芯27的与阀芯驱动齿轮51抵接的面(上表面)的外周缘的部分在全周减薄而在外周部形成间隙的结构，在阀芯27的与阀芯驱动齿轮51对置的对置面同阀芯驱动齿轮51的与阀芯27对置的对置面之间形成有微小的间隙。节流部67通过以包围节流部67的方式形成的凹部671而同台阶部73、即形成在阀芯27与阀芯驱动齿轮51之间的微小的间隙连通。在从冷媒入口12连通到第一冷媒出口221以及第二冷媒出口222的冷媒的流路中，节流部67的截面积最小。由于阀芯27的上表面被阀芯驱动齿轮51的与阀芯27对置的面覆盖，因此形成于台阶部73的外周缘侧的间隙成为流路的开口部731。开口部731(间隙)的轴向高度比节流部67的开口直径小，开口部731遍及阀芯27上表面的外周缘全周而设置。通过在到达节流部67的流路、即台阶部73处设置能够防止不能通过节流部67的大小的个体(以下，称为“异物”。)侵入的开口部731，即，通过将开口部731(间隙)的轴向高度设定成比节流部67的开口直径小，能够阻止异物流入节流部67，从而防止流路被异物阻碍。进一步，通过在阀芯27上表面的外周缘全周设置开口部731，开口部731的总面积比节流部67的开口面积大，因而既能够防止异物的侵入，又能够维持节流部67的流量。并且，即使在开口部731滞留了多个异物的情况下，也能够最大限度地确保节流部67的流量。开口部731(间隙)的周向长度只要设定成使得经由开口部731(间隙)流入的流体的流量比能够通过节流部67的流量稍大即可，但若考虑到在开口部731滞留了多个异物的情况，优选开口部731(间隙)的周向长度设定成使得经由开口部731(间隙)流入的流体的流量与能够通过节流部67的流量相比足够大。优选在将开口部731设置在外周缘全周的情况下，如图9所示，在开口部731形成有封堵其开口的一部分的遮蔽部732。这是因为，由于台阶部73的狭小的间隙是沿周向连续的，而存在如下顾虑：虽然低于开口部731的轴向高度，但例如头发那样的丝状的异物或涂膜的剥落片那样的薄板状的异物等周向长度比节流部67的直径长的异物会侵入。通过适当地在周向上配置遮蔽部732，能够降低这样的异物的侵入余地。并且，通过以比节流部67的最小直径短的间隔配置遮蔽部732，能够防止任何不能够通过节流部67的异物的侵入。进一步，由于开口部731在轴向上被作为支柱的遮蔽部732支承，因而也起到了如下效果：防止阀室36内的冷媒的流动等引起阀芯27或阀芯驱动齿轮51倾斜而堵塞开口部731。在阀芯27的与阀座15的对置面上具有被从阀芯27的外周向转动中心侧切掉一部分而形成的缺口部79，在阀芯27的规定的转动角度时，缺口部79使冷媒出口22在阀室36内露出，从而使冷媒出口22与冷媒入口12连通。并且，缺口部79是以能够使在阀座面24的半面上沿周向排列配置的第一冷媒出口221和第二冷媒出口222两者的全周同时露出的大小被切掉而形成的，缺口部79面积为：在缺口部79与第一冷媒出口221以及第二冷媒出口222对置的位置，能够通过缺口部79使流入孔与流出孔连通，即从冷媒入口12流入的冷媒能够通过缺口部79从第一冷媒出口221以及第二冷媒出口222两者流出。如图8所示，通过另外形成由缺口部79形成的流路，不仅能够实现利用节流部67实现的微小流量的流通，还能够实现与冷媒出口22的开口直径相应的大流量的流通，从而提高冷媒阀装置1的通用性。进一步，由于混入到冷媒阀装置1中的异物通过缺口部79而从冷媒出口22向冷媒阀装置1外流出，因而能够防止在开口部731附近累积地滞留异物。如图5(a)、图5(b)所示，在阀芯驱动齿轮51的与阀芯27的对置面上沿周向等间隔地形成有朝向阀芯27侧突出的凸部61、62、63，在阀芯27的与阀芯驱动齿轮51的对置面上形成有与凸部61、62、63嵌合的凹部70、71、72。凹部72为贯通至缺口部79的贯通孔，嵌合于凹部72的凸部63在缺口部79侧被铆接。通过铆接凸部63，阀芯驱动齿轮51被不晃动地固定于阀芯27，从而能够通过步进马达60高精度地控制阀芯27的转动。并且，由于进行铆接作业的对象为与设置于缺口部79的凹部72嵌合的凸部63，因而能够防止被研磨加工过的阀芯27的底面擦伤或变形。如图6(a)、图6(b)以及图7所示，在设置于阀芯27的节流部67的轴向两端设置有在轴线L1方向上重叠的凹部671、672。节流部67形成于凹部671、672之间的薄壁部673，并贯穿薄壁部673，从而节流部67的两端与凹部671、672连通。节流部67形成为内径恒定的细管部以及从该细管部的上端朝向上方内径尺寸扩大的研钵状的开口。因此，能够降低阀芯27在因某些外压而变形时对节流部67的流量的影响，并且，通过使成型节流部67的模具的细径销的长度最小化，能够有助于提高模具的耐久性。(冷媒流通量的控制动作)若通过外部的控制装置驱动步进马达60，则步进马达60的旋转传递至小齿轮50以及阀芯驱动齿轮51。若阀芯驱动齿轮51转动，则阀芯27在阀座面24上与阀芯驱动齿轮51一体绕支轴25(轴线L1)转动。在此，如图7所示，若通过阀芯驱动齿轮51转动到规定的角度，而使节流部67与冷媒出口22在轴线方向上重叠，即若节流部67转动到与作为流出孔的冷媒出口22对置的位置，则冷媒出口22与冷媒入口12通过节流部67而连通，与节流部67的直径相应的微量的冷媒从冷媒出口22流出(以下，也将这种状态称为“节流部连通状态”。)。并且，如图8所示，通过缺口部79因阀芯驱动齿轮51转动到其他规定的角度而使冷媒出口22露出，从而，冷媒出口22与冷媒入口12连通，与冷媒出口22的直径相应的流量的冷媒从冷媒出口22流出(以下，也将这种状态称为“缺口部连通状态”。)。图10是冷媒流通量的控制动作的说明图。图10的上层的曲线图是示出通过冷媒阀装置1向第一冷媒出口221或第二冷媒出口222流出的冷媒流量的曲线图，纵轴表示流量，横轴表示使阀芯27从原点位置转动的步进马达60的驱动步数。在阀芯27处于原点位置时，阀芯驱动齿轮51的臂部551呈从绕轴线L1的顺时针方向侧与小齿轮结构部件54的被抵接部55抵接的状态。因此，处于原点位置的阀芯27的被步进马达60的向顺时针方向的驱动而引起的转动被限制。在阀芯27从原点位置向逆时针方向转动了四步的时刻，由于第一冷媒出口221和第二冷媒出口222均既不处于节流部连通状态，也不处于缺口部连通状态，因此冷媒不流出。在阀芯27从原点位置向逆时针方向转动了三十步的时刻，第二冷媒出口222处于节流部连通状态，从第二冷媒出口222流出微量的冷媒。另一方面，由于第一冷媒出口221既不处于节流部连通状态，也不处于缺口部连通状态，因此冷媒不流出。在阀芯27从原点位置向逆时针方向转动了六十五步的时刻，第二冷媒出口222呈缺口部连通状态，从第二冷媒出口222流出与开口直径相应的量的冷媒。另一方面，由于第一冷媒出口221既不处于节流部连通状态，也不处于缺口部连通状态，因此冷媒不流出。在阀芯27从原点位置向逆时针方向转动了九十一步的时刻，由于第二冷媒出口222处于缺口部连通状态，因此从第二冷媒出口222流出与开口直径相应的量的冷媒。另一方面，第一冷媒出口221也处于节流部连通状态，因此从第一冷媒出口221流出微量的冷媒。在阀芯27从原点位置向逆时针方向转动了一百三十二步的时刻，第一冷媒出口221以及第二冷媒出口222均处于缺口部连通状态，因此从第一冷媒出口221以及第二冷媒出口222流出与开口直径相应的量的冷媒。在阀芯27从原点位置向逆时针方向转动了一百八十四步的时刻，由于第二冷媒出口222既不处于节流部连通状态，也不处于缺口部连通状态，因此冷媒不流出。另一方面，由于第一冷媒出口221处于缺口部连通状态，因此从第一冷媒出口221流出与开口直径相应的量的冷媒。在阀芯27从原点位置向逆时针方向转动了二百步的时刻，由于第二冷媒出口222既不处于节流部连通状态，也不处于缺口部连通状态，因此冷媒不流出。另一方面，由于第一冷媒出口221处于缺口部连通状态，因此从第一冷媒出口221流出与开口直径相应的量的冷媒。在该时刻，阀芯驱动齿轮51的臂部551呈从绕轴线L1的逆时针方向侧与小齿轮构成部件54的被抵接部55抵接的状态。由此，能够限制阀芯驱动齿轮51进一步向逆时针方向转动。以上，虽然对本发明的实施方式进行了详细说明，但本发明并不限于上述任何实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内能够进行各种变更。